อันที่จริง มารนั่งอยู่ในระเบิด พร้อมทุกวินาทีที่จะเริ่มทำลายและทำลายทุกสิ่งรอบตัว การรักษาสิ่งมีชีวิตแห่งนรกนี้ไว้ในการตรวจสอบและปล่อยเมื่อจำเป็นเท่านั้นคือปัญหาหลักที่นักเคมีและนักพฤกษศาสตร์ต้องแก้ไขเมื่อสร้างและใช้วัตถุระเบิด ในประวัติศาสตร์ของการสร้างและการพัฒนาของวัตถุระเบิด (วัตถุระเบิด) เช่นเดียวกับในหยดน้ำ ประวัติการเกิดขึ้น การพัฒนาและการทำลายล้างของรัฐและอาณาจักรต่างๆ
การเตรียมโครงร่างของบทเรียนผู้เขียนสังเกตเห็นซ้ำ ๆ ว่าประเทศที่ผู้ปกครองให้ความสำคัญกับการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเหนือสิ่งอื่นใดคือทรินิตี้ตามธรรมชาติของนักคณิตศาสตร์ - ฟิสิกส์ - เคมี - มีความสูงในการพัฒนา ตัวอย่างที่เด่นชัดอาจเป็นการก้าวขึ้นอย่างรวดเร็วในเวทีโลกของเยอรมนี ซึ่งในช่วงครึ่งศตวรรษนั้นได้ก้าวกระโดดจากสหภาพของรัฐที่แตกแยก ซึ่งบางแห่งก็ยากที่จะมองเห็นแม้ในแผนที่โดยละเอียดของยุโรปหากไม่มี "ขอบเขตเล็กๆ" สู่อาณาจักรที่ต้องคำนึงถึงเป็นเวลากว่าศตวรรษครึ่ง โดยไม่ลดทอนข้อดีของบิสมาร์กผู้ยิ่งใหญ่ในกระบวนการนี้ ฉันจะอ้างวลีของเขา ซึ่งเขาพูดหลังจากชัยชนะของสงครามฝรั่งเศส-ปรัสเซียนสิ้นสุดลง: "สงครามครั้งนี้ได้รับชัยชนะโดยครูชาวเยอรมันธรรมดาๆ" ผู้เขียนอยากจะอุทิศการทบทวนของเขาในแง่มุมทางเคมีของการเพิ่มขีดความสามารถในการรบของกองทัพและรัฐเช่นเคย โดยไม่อ้างว่าเป็นข้อยกเว้นจากความคิดเห็นของเขาเลย
เมื่อเผยแพร่บทความ ผู้เขียน เช่น Jules Verne จงใจหลีกเลี่ยงการระบุรายละเอียดทางเทคโนโลยีที่เฉพาะเจาะจง และมุ่งความสนใจไปที่วิธีการทางอุตสาหกรรมอย่างหมดจดในการได้มาซึ่งวัตถุระเบิด นี่เป็นเพราะไม่เพียง แต่ความรับผิดชอบของนักวิทยาศาสตร์ที่มีต่อผลงานของเขา (ไม่ว่าจะเป็นงานจริงหรืองานข่าว) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความจริงที่ว่าหัวข้อของการศึกษาคือคำถาม“ทำไมทุกอย่างถึงเป็นแบบนี้และ ไม่ใช่อย่างอื่น?" และไม่ใช่ "ใครเป็นคนแรกที่ได้รับมัน สาร".
นอกจากนี้ ผู้เขียนขอให้ผู้อ่านยกโทษให้สำหรับการบังคับใช้คำศัพท์ทางเคมี - คุณลักษณะของวิทยาศาสตร์ (ดังที่แสดงโดยประสบการณ์การสอนของเขาเอง โดยตระหนักว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะเขียนเกี่ยวกับสารเคมีโดยไม่เอ่ยถึงคำศัพท์ทางเคมี ผู้เขียนจะพยายามย่อคำศัพท์พิเศษให้น้อยที่สุด
และสิ่งสุดท้าย ตัวเลขที่ผู้เขียนให้มาไม่ควรถือเป็นความจริงขั้นสูงสุด ข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของวัตถุระเบิดในแหล่งต่าง ๆ นั้นแตกต่างกันและบางครั้งก็ค่อนข้างแข็งแกร่ง นี่เป็นสิ่งที่เข้าใจได้: ลักษณะของกระสุนขึ้นอยู่กับประเภท "ที่จำหน่ายได้" อย่างมาก การมีอยู่ / ไม่มีสารแปลกปลอม การแนะนำของสารทำให้คงตัว โหมดการสังเคราะห์ และปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย วิธีการกำหนดลักษณะของวัตถุระเบิดนั้นยังไม่มีความสม่ำเสมอ (แม้ว่าจะมีการกำหนดมาตรฐานมากกว่านี้) และไม่ต้องทนทุกข์ทรมานจากการทำซ้ำแบบพิเศษ
การจัดประเภท BB
ขึ้นอยู่กับประเภทของการระเบิดและความไวต่ออิทธิพลภายนอก วัตถุระเบิดทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก:
1. การเริ่มต้นบีบี
2. ระเบิดระเบิด
3. ขว้างระเบิด
เริ่มงาน บีบี มีความไวต่ออิทธิพลภายนอกมาก ลักษณะที่เหลือมักจะต่ำแต่พวกมันมีคุณสมบัติที่มีค่า - การระเบิด (การระเบิด) ของพวกมันมีผลต่อการระเบิดและการระเบิดซึ่งมักจะไม่ไวต่ออิทธิพลภายนอกประเภทอื่นเลยหรือมีความไวต่ำมาก ดังนั้นสารตั้งต้นจึงถูกใช้เพื่อกระตุ้นการระเบิดของการระเบิดหรือการระเบิดของระเบิดเท่านั้น เพื่อความปลอดภัยของการใช้วัตถุระเบิด วัตถุระเบิดจะถูกบรรจุในอุปกรณ์ป้องกัน (แคปซูล ปลอกแคปซูล ฝาจุดระเบิด ตัวจุดระเบิดไฟฟ้า ฟิวส์) ตัวแทนทั่วไปของการเริ่มต้นวัตถุระเบิด: ปรอท fulminate, ตะกั่วเอไซด์, tenres (TNPC)
ระเบิดระเบิด. อันที่จริงนี่คือสิ่งที่พวกเขาพูดและเขียนเกี่ยวกับ พวกเขาสวมใส่เปลือกหอย ทุ่นระเบิด ระเบิด จรวด ทุ่นระเบิด; พวกเขาระเบิดสะพาน รถยนต์ นักธุรกิจ …
วัตถุระเบิดระเบิดแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามลักษณะการระเบิด:
- พลังที่เพิ่มขึ้น (ตัวแทน: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- พลังงานปกติ (ตัวแทน: TNT, เมลิไนต์, พลาสติก);
- พลังงานลดลง (ตัวแทน: แอมโมเนียมไนเตรตและสารผสม)
วัตถุระเบิดที่มีกำลังเพิ่มขึ้นค่อนข้างไวต่ออิทธิพลภายนอกมากกว่า ดังนั้นจึงมักใช้ในส่วนผสมกับยาสลายลิ่มเลือด (สารที่ลดความไวของวัตถุระเบิด) หรือผสมกับวัตถุระเบิดที่มีกำลังปกติเพื่อเพิ่มพลังของวัตถุระเบิดชนิดหลัง บางครั้งใช้วัตถุระเบิดกำลังแรงสูงเป็นตัวจุดชนวนระดับกลาง
ขว้างระเบิด. เหล่านี้เป็นดินปืนต่างๆ - ควันดำ, ไพโรซิลินไร้ควันและไนโตรกลีเซอรีน พวกเขายังรวมถึงดอกไม้ไฟผสมต่างๆ สำหรับดอกไม้ไฟ พลุสัญญาณและแสง กระสุนส่องสว่าง ทุ่นระเบิด และระเบิดทางอากาศ
เกี่ยวกับผงสีดำและ Black Berthold
เป็นเวลาหลายศตวรรษ วัตถุระเบิดชนิดเดียวที่มนุษย์ใช้คือผงสีดำ ด้วยความช่วยเหลือของมัน ลูกกระสุนปืนใหญ่ถูกขว้างใส่ศัตรู และกระสุนระเบิดก็เต็มไปด้วยมัน ดินปืนถูกใช้ในเหมืองใต้ดินเพื่อทำลายกำแพงป้อมปราการเพื่อบดหิน
ในยุโรปเป็นที่รู้จักตั้งแต่ศตวรรษที่ 13 และก่อนหน้านี้ในประเทศจีนอินเดียและไบแซนเทียม คำอธิบายของดินปืนสำหรับดอกไม้ไฟที่บันทึกไว้ครั้งแรกนั้นอธิบายโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวจีน Sun-Simyao ในปี 682 Maximilian the Greek (ศตวรรษที่ XIII-XIV) ในตำรา "Book of Lights" อธิบายส่วนผสมที่มีพื้นฐานจากโพแทสเซียมไนเตรตที่ใช้ในไบแซนเทียมเป็น "ไฟกรีก" ที่มีชื่อเสียงและประกอบด้วยไนเตรต 60% กำมะถัน 20% และถ่านหิน 20%
ประวัติศาสตร์ยุโรปของการค้นพบดินปืนเริ่มต้นด้วยนักบวชชาวอังกฤษชื่อโรเจอร์เบคอนซึ่งในปี 1242 ในหนังสือของเขา "Liber de Nullitate Magiae" ให้สูตรผงสีดำสำหรับจรวดและดอกไม้ไฟ (ดินประสิว 40%, ถ่านหิน 30% และ 30 % กำมะถัน) และพระภิกษุกึ่งตำนาน Berthold Schwartz (1351) อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ว่านี่เป็นบุคคลเดียว: การใช้นามแฝงในยุคกลางเป็นเรื่องปกติธรรมดา เช่นเดียวกับความสับสนในภายหลังกับการนัดหมายของแหล่งที่มา
ความเรียบง่ายขององค์ประกอบความพร้อมของสองในสามองค์ประกอบ (กำมะถันพื้นเมืองยังคงไม่ใช่เรื่องแปลกในภาคใต้ของอิตาลีและซิซิลี) ความสะดวกในการเตรียมการ - ทั้งหมดนี้รับประกันว่าดินปืนจะมีชัยชนะผ่านประเทศในยุโรปและ เอเชีย. ปัญหาเดียวคือการได้รับโพแทสเซียมไนเตรตในปริมาณมาก แต่งานนี้ก็จัดการได้สำเร็จ เนื่องจากแหล่งแร่โปแตชไนเตรตที่รู้จักเพียงแห่งเดียวในขณะนั้นอยู่ในอินเดีย (จึงเป็นชื่อที่สอง - อินเดีย) การผลิตในท้องถิ่นจึงถูกจัดตั้งขึ้นในเกือบทุกประเทศ เป็นไปไม่ได้ที่จะเรียกเขาว่าน่ารื่นรมย์ แม้ว่าจะมีการมองโลกในแง่ดีมากมายก็ตาม วัตถุดิบสำหรับเขา ได้แก่ ปุ๋ยคอก เครื่องในของสัตว์ ปัสสาวะ และขนของสัตว์ ส่วนผสมที่ไม่พึงประสงค์น้อยที่สุดในส่วนผสมที่มีกลิ่นเหม็นและสกปรกมากนี้คือมะนาวและโปแตช ความมั่งคั่งทั้งหมดนี้เป็นเวลาหลายเดือนถูกทิ้งลงในหลุมซึ่งหมักภายใต้อิทธิพลของอะโซโตแบคทีเรียแอมโมเนียที่ปล่อยออกมาถูกออกซิไดซ์เป็นไนเตรตซึ่งท้ายที่สุดก็ให้ไนเตรตที่เป็นเจ้าข้าวเจ้าของซึ่งถูกแยกออกและทำให้บริสุทธิ์ด้วยการตกผลึกใหม่ - ฉันจะบอกว่าไม่ใช่อาชีพที่น่าพอใจที่สุด อย่างที่คุณเห็น ไม่มีอะไรซับซ้อนเป็นพิเศษในกระบวนการนี้ วัตถุดิบมีราคาไม่แพงนัก และดินปืนก็กลายเป็นสินค้าทั่วไปในไม่ช้า
ดินปืนสีดำ (หรือควัน) เป็นวัตถุระเบิดสากลในขณะนั้น เป็นเวลาหลายปีที่มันถูกใช้เป็นทั้งกระสุนปืนและเพื่อเติมระเบิดลูกแรก - ต้นแบบของกระสุนสมัยใหม่ จนกระทั่งปลายศตวรรษที่ 3 แรกของศตวรรษที่ 19 ดินปืนตอบสนองความต้องการของความก้าวหน้าอย่างเต็มที่ แต่วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมไม่หยุดนิ่ง และในไม่ช้ามันก็หยุดเป็นไปตามข้อกำหนดของเวลาเนื่องจากความจุที่น้อย การสิ้นสุดของการผูกขาดดินปืนสามารถเกิดขึ้นได้ในยุค 70 ของศตวรรษที่ 17 เมื่อ A. Lavoisier และ C. Berthollet จัดการผลิตเกลือ Berthollet โดยใช้โพแทสเซียมคลอเรตที่ค้นพบโดย Berthollet (เกลือ Berthollet)
ประวัติความเป็นมาของเกลือของ Berthollet สามารถสืบย้อนไปถึงช่วงเวลาที่ Claude Berthollet ศึกษาคุณสมบัติของคลอรีนที่เพิ่งค้นพบโดย Carl Scheele โดยการส่งคลอรีนผ่านสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูง Berthollet ได้รับสารใหม่ซึ่งต่อมาถูกเรียกโดยนักเคมีโพแทสเซียมคลอเรตและไม่ใช่โดยนักเคมี - เกลือ Berthollet มันเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2329 และถึงแม้ว่าเกลือของมารจะไม่เคยกลายเป็นระเบิดใหม่ แต่มันก็เติมเต็มบทบาทของมัน: ประการแรกมันทำหน้าที่เป็นแรงจูงใจในการค้นหาสิ่งทดแทนใหม่สำหรับ "เทพเจ้าแห่งสงคราม" ที่ชราภาพและประการที่สองมันกลายเป็นผู้ก่อตั้งระเบิดประเภทใหม่ - ผู้ริเริ่ม
น้ำมันระเบิด
และในปี พ.ศ. 2389 นักเคมีได้เสนอวัตถุระเบิดใหม่สองชนิด ได้แก่ ไพโรซิลินและไนโตรกลีเซอรีน ในเมืองตูริน นักเคมีชาวอิตาลีชื่อ Ascagno Sobrero ค้นพบว่าการรักษากลีเซอรีนด้วยกรดไนตริก (ไนเตรต) นั้นเพียงพอแล้วเพื่อสร้างไนโตรกลีเซอรีนเหลวที่มีความใสคล้ายน้ำมัน รายงานฉบับพิมพ์ฉบับแรกเกี่ยวกับเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร L'Institut (XV, 53) เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2390 และสมควรได้รับใบเสนอราคา ส่วนแรกพูดว่า:
“Ascagno Sobrero ศาสตราจารย์ด้านเคมีเทคนิคจากตูริน ในจดหมายที่ส่งโดยศ. Peluzom รายงานว่าเขาได้รับวัตถุระเบิดมานานแล้วโดยการกระทำของกรดไนตริกกับสารอินทรีย์ต่างๆ ได้แก่ น้ำตาลทราย กวักมือเรียก เดกซ์ไทรต์ น้ำตาลนม ฯลฯ Sobrero ยังศึกษาผลของส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกต่อกลีเซอรีน และประสบการณ์แสดงให้เขาเห็นว่าได้รับสารคล้ายกับฝ้ายแสนยานุภาพ …"
นอกจากนี้ยังมีคำอธิบายของการทดลองไนเตรตซึ่งน่าสนใจสำหรับนักเคมีอินทรีย์เท่านั้น (และจากมุมมองทางประวัติศาสตร์เท่านั้น) แต่เราจะสังเกตเห็นคุณลักษณะเดียวเท่านั้น: อนุพันธ์ไนโตรของเซลลูโลสรวมถึงความสามารถในการระเบิด รู้จักกันดีอยู่แล้วทีเดียว [11]
ไนโตรกลีเซอรีนเป็นหนึ่งในวัตถุระเบิดที่ทรงพลังและละเอียดอ่อนที่สุด และต้องการการดูแลและเอาใจใส่เป็นพิเศษเมื่อใช้งาน
1. ความไว: อาจระเบิดจากการถูกกระสุนปืน ความไวต่อแรงกระแทกด้วย kettlebell ขนาด 10 กก. ลดลงจากความสูง 25 ซม. - 100% การเผาไหม้กลายเป็นการระเบิด
2. พลังงานของการเปลี่ยนแปลงระเบิด - 5300 J / kg
3. ความเร็วของการระเบิด: 6500 m / s
4. Brisance: 15-18 มม.
5. การระเบิด: 360-400 ลูกบาศก์เมตร ดู [6]
ความเป็นไปได้ของการใช้ไนโตรกลีเซอรีนนั้นแสดงให้เห็นโดยนักเคมีชาวรัสเซียผู้โด่งดัง N. N. Zinin ซึ่งในปี 1853-1855 ในช่วงสงครามไครเมีย ร่วมกับวิศวกรทหาร V. F. Petrushevsky ผลิตไนโตรกลีเซอรีนจำนวนมาก
ศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยคาซาน N. N. ซินิน
วิศวกรทหาร V. F. Petrushevsky
แต่มารที่อาศัยอยู่ในไนโตรกลีเซอรีนกลับกลายเป็นว่าชั่วร้ายและดื้อรั้น ปรากฎว่าความไวของสารนี้ต่ออิทธิพลภายนอกนั้นด้อยกว่าสารปรอทที่ระเบิดได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น มันสามารถระเบิดได้ในขณะที่ไนเตรชั่น ไม่สามารถเขย่า ทำให้ร้อนและทำให้เย็นลง หรือสัมผัสกับแสงแดดได้ อาจระเบิดได้ระหว่างการเก็บรักษา และถ้าคุณจุดไฟด้วยไม้ขีดก็สามารถเผาไหม้ได้อย่างสงบ …
และถึงกระนั้นความต้องการระเบิดที่ทรงพลังในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 นั้นยิ่งใหญ่มากจนแม้จะมีอุบัติเหตุมากมาย ไนโตรกลีเซอรีนก็เริ่มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการดำเนินการระเบิด
หลายคนพยายามที่จะควบคุมมารร้าย แต่ความรุ่งโรจน์ของผู้ฝึกสอนตกเป็นของอัลเฟรด โนเบล ขึ้น ๆ ลง ๆ ของเส้นทางนี้เช่นเดียวกับชะตากรรมของรายได้จากการขายสารนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางและผู้เขียนเห็นว่าไม่จำเป็นต้องลงรายละเอียด
ถูก "บีบ" เข้าไปในรูขุมขนของสารตัวเติมเฉื่อย (และมีการทดลองสารหลายสิบชนิดเช่นนี้ สิ่งที่ดีที่สุดคือดิน infusoric - ซิลิเกตที่มีรูพรุน 90% ของปริมาตรที่ตกลงบนรูขุมขนที่สามารถดูดซับไนโตรกลีเซอรีนอย่างโลภ) ไนโตรกลีเซอรีนกลายเป็น "รองรับ" มากขึ้นโดยรักษาพลังการทำลายล้างเกือบทั้งหมดของเขาไว้กับเขา อย่างที่คุณทราบ โนเบลให้ส่วนผสมนี้ ซึ่งดูเหมือนพีท ชื่อ "ไดนาไมต์" (จากคำภาษากรีก "ไดโนส" - ความแข็งแกร่ง) ชะตากรรมที่ประชดประชัน: หนึ่งปีหลังจากที่โนเบลได้รับสิทธิบัตรสำหรับการผลิตไดนาไมต์ Petrushevsky ได้ผสมไนโตรกลีเซอรีนกับแมกนีเซียอย่างอิสระอย่างสมบูรณ์และได้รับระเบิด ซึ่งต่อมาเรียกว่า "ไดนาไมต์รัสเซีย"
ไนโตรกลีเซอรีน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลีเซอรีนไตรไนเตรต) เป็นเอสเทอร์ที่สมบูรณ์ของกลีเซอรีนและกรดไนตริก มักจะได้มาจากการบำบัดกลีเซอรีนด้วยส่วนผสมของกรดซัลฟิวริก-ไนตริก (ในภาษาเคมี - ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน):
การระเบิดของไนโตรกลีเซอรีนนั้นมาพร้อมกับการปล่อยผลิตภัณฑ์ก๊าซจำนวนมาก:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
เอสเทอริฟิเคชันดำเนินการตามลำดับในสามขั้นตอน: ในครั้งแรกจะได้รับกลีเซอรอลโมโนไนเตรตในครั้งที่สอง - กลีเซอรอลไดไนเตรตและในที่สาม - กลีเซอรอลทริไนเตรต เพื่อให้ได้ไนโตรกลีเซอรีนที่สมบูรณ์มากขึ้น กรดไนตริกส่วนเกิน 20% จะถูกถ่ายในปริมาณที่เกินตามทฤษฎี
ไนเตรตดำเนินการในหม้อพอร์ซเลนหรือภาชนะตะกั่วบัดกรีในอ่างน้ำแข็ง ได้รับไนโตรกลีเซอรีนประมาณ 700 กรัมในครั้งเดียวและในหนึ่งชั่วโมงการดำเนินการดังกล่าวจะดำเนินการใน 3-4
แต่ความต้องการที่เพิ่มขึ้นได้ทำการปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีในการผลิตไนโตรกลีเซอรีนด้วยตนเอง เมื่อเวลาผ่านไป (ในปี 1882) ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตวัตถุระเบิดในไนเตรต ในกรณีนี้ กระบวนการถูกแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: ในขั้นตอนแรก กลีเซอรีนถูกผสมกับกรดซัลฟิวริกครึ่งหนึ่ง และทำให้ความร้อนที่ปล่อยออกมาส่วนใหญ่ถูกใช้ไป หลังจากนั้นจึงผสมกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกสำเร็จรูป ถูกนำเข้ามาในเรือลำเดียวกัน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาหลัก: ความร้อนสูงเกินไปของส่วนผสมของปฏิกิริยา การกวนจะดำเนินการด้วยอากาศอัดที่ความดัน 4 atm ผลผลิตของกระบวนการคือกลีเซอรีน 100 กิโลกรัมใน 20 นาทีที่ 10 - 12 องศา
เนื่องจากไนโตรกลีเซอรีนมีความถ่วงจำเพาะแตกต่างกัน (1, 6) และกรดของเสีย (1, 7) จึงรวบรวมจากด้านบนด้วยส่วนต่อประสานที่แหลมคม หลังจากไนเตรชั่นไนโตรกลีเซอรีนจะถูกล้างด้วยน้ำจากนั้นล้างจากกรดที่ตกค้างด้วยโซดาและล้างด้วยน้ำอีกครั้ง การผสมในทุกขั้นตอนของกระบวนการจะดำเนินการกับอากาศอัด การอบแห้งทำได้โดยการกรองผ่านชั้นของเกลือแกงที่เผาแล้ว [9]
อย่างที่คุณเห็น ปฏิกิริยานั้นค่อนข้างง่าย (ระลึกถึงคลื่นของการก่อการร้ายเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่ 19 ที่เลี้ยงดูโดย "เครื่องบินทิ้งระเบิด" ที่เชี่ยวชาญวิทยาศาสตร์ง่ายๆ ของเคมีประยุกต์) และอยู่ในจำนวนของ "กระบวนการทางเคมีอย่างง่าย" (ก. สเตทบาเคอร์) ไนโตรกลีเซอรีนเกือบทุกปริมาณสามารถทำได้ในสภาวะที่ง่ายที่สุด (การทำผงสีดำนั้นไม่ง่ายกว่ามาก)
การบริโภครีเอเจนต์มีดังนี้: เพื่อให้ได้ไนโตรกลีเซอรีน 150 มล. คุณต้องใช้: กลีเซอรีน 116 มล.; กรดซัลฟิวริกเข้มข้น 1126 มล.
กรดไนตริก 649 มล. (ความเข้มข้นอย่างน้อย 62%)
ไดนาไมต์ในสงคราม
ไดนาไมต์ถูกใช้ครั้งแรกในสงครามฝรั่งเศส-ปรัสเซีย ค.ศ. 1870-1871: ทหารช่างปรัสเซียนระเบิดป้อมปราการของฝรั่งเศสด้วยวัตถุระเบิด แต่ความปลอดภัยของไดนาไมต์กลับกลายเป็นว่าสัมพันธ์กันกองทัพทราบทันทีว่าเมื่อถูกยิงด้วยกระสุน กระสุนปืนจะไม่ระเบิดร้ายแรงไปกว่าต้นกำเนิด และการเผาไหม้ในบางกรณีจะกลายเป็นระเบิด
แต่ความอยากที่จะได้รับกระสุนอันทรงพลังนั้นไม่อาจต้านทานได้ จากการทดลองที่ค่อนข้างอันตรายและซับซ้อน เป็นไปได้ที่จะพบว่าไดนาไมต์จะไม่ระเบิดหากโหลดไม่เพิ่มขึ้นในทันที แต่ค่อยๆ รักษาความเร่งของกระสุนปืนให้อยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัย
การแก้ปัญหาในระดับเทคนิคเห็นได้จากการใช้อากาศอัด ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2429 ร้อยโท Edmund Ludwig G. Zelinsky แห่งกรมทหารปืนใหญ่ที่ 5 ของกองทัพสหรัฐฯ ได้ทำการทดสอบและปรับแต่งการออกแบบดั้งเดิมของ American Engineering ปืนใหญ่ลมขนาดลำกล้อง 380 มม. และความยาว 15 ม. ด้วยความช่วยเหลือของอากาศอัดถึง 140 atm สามารถขว้างขีปนาวุธที่มีความยาว 3.35 ม. จากไดนาไมต์ 227 กก. ที่ความยาวกระสุนปืน 1800 mA ที่ 1.83 ม. พร้อม 51 กก. ไดนาไมต์และทั้งหมด 5 พันเมตร
แรงขับเคลื่อนมาจากอากาศอัดสองกระบอกสูบ และส่วนบนเชื่อมต่อกับเครื่องมือด้วยท่ออ่อนยืดหยุ่น กระบอกสูบที่สองเป็นตัวสำรองสำหรับป้อนส่วนบนและแรงดันในตัวมันเองนั้นถูกรักษาด้วยความช่วยเหลือของปั๊มไอน้ำที่ฝังอยู่ในพื้นดิน โพรเจกไทล์ที่บรรจุไดนาไมต์นั้นมีรูปร่างเหมือนลูกดอก - ลูกธนูปืนใหญ่ - และมีหัวรบขนาด 50 ปอนด์
ดยุคแห่งเคมบริดจ์สั่งให้กองทัพทดสอบระบบดังกล่าวในมิลฟอร์ดเฮเวน แต่ปืนใช้กระสุนเกือบทั้งหมดก่อนที่จะโจมตีเป้าหมาย ซึ่งอย่างไรก็ตาม ถูกทำลายอย่างมีประสิทธิภาพมาก พลเรือเอกชาวอเมริกันรู้สึกยินดีกับปืนใหญ่ลำใหม่นี้: ในปี 1888 เงินถูกปล่อยออกมาเพื่อผลิตปืนไดนาไมต์ 250 กระบอกสำหรับปืนใหญ่ชายฝั่ง
ในปี พ.ศ. 2428 Zelinsky ได้ก่อตั้งบริษัทปืนลมเพื่อแนะนำปืนลมที่มีกระสุนไดนาไมต์ในกองทัพและกองทัพเรือ การทดลองของเขานำไปสู่การพูดคุยเกี่ยวกับปืนลมว่าเป็นอาวุธใหม่ที่มีแนวโน้ม กองทัพเรือสหรัฐฯ ยังสร้างเรือลาดตระเวนระเบิด Vesuvius dynamite ขนาด 944 ตันในปี 1888 ด้วยปืน 381 มม. สามกระบอก
แผนผังของเรือลาดตระเวน "ไดนาไมต์" "วิสุเวียส"
[ศูนย์กลาง]
และนี่คือสิ่งที่อาวุธประจำกายของเขาดูเหมือน[/ศูนย์กลาง]
แต่ที่น่าแปลกก็คือ หลังจากผ่านไปสองสามปี ความกระตือรือร้นก็ทำให้เกิดความผิดหวัง "ในช่วงสงครามสเปน-อเมริกา" ทหารปืนใหญ่ชาวอเมริกันกล่าวถึงเรื่องนี้ "ปืนเหล่านี้ไม่เคยโดนที่ถูกที่" และถึงแม้จะไม่ได้เกี่ยวกับปืนมากเท่าความสามารถของพลปืนใหญ่ในการยิงอย่างแม่นยำและการยึดปืนอย่างแน่นหนา แต่ระบบนี้ก็ไม่ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติม
ในปี พ.ศ. 2428 ฮอลแลนด์ได้ติดตั้งปืนใหญ่อากาศของเซลินสกี้บนเรือดำน้ำหมายเลข 4 ของเขา อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ไม่ได้มาสู่การทดสอบภาคปฏิบัติ เรือประสบอุบัติเหตุร้ายแรงในระหว่างการเปิดตัว
ในปี 1897 Holland ได้ติดอาวุธให้กับเรือดำน้ำหมายเลข 8 ของเขาอีกครั้งด้วยปืนใหญ่ Zelinsky ใหม่ อาวุธประกอบด้วยท่อตอร์ปิโดโค้งคำนับขนาด 18 นิ้ว (457 มม.) พร้อมตอร์ปิโดหัวขาวสามตัว รวมถึงปืนลมท้าย Zelinsky สำหรับกระสุนไดนาไมต์ (7 รอบ 222 ปอนด์ 100.7 กก.) แต่ละนัด) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลำกล้องปืนสั้นเกินไป ถูกจำกัดด้วยขนาดของเรือ ปืนนี้มีระยะการยิงที่สั้น หลังจากถ่ายจริง นักประดิษฐ์ได้รื้อถอนในปี 1899
ในอนาคต ทั้งฮอลแลนด์และนักออกแบบคนอื่นๆ ไม่ได้ติดตั้งปืน (อุปกรณ์) สำหรับการยิงทุ่นระเบิดและกระสุนไดนาไมต์บนเรือดำน้ำ ดังนั้นปืนของ Zelinsky อย่างมองไม่เห็น แต่ออกจากเวทีไปอย่างรวดเร็ว [12]
พี่น้องของไนโตรกลีเซอรีน
จากมุมมองทางเคมี กลีเซอรีนเป็นตัวแทนที่ง่ายที่สุดในกลุ่มแอลกอฮอล์ไตรไฮดริก มีอะนาล็อกไดอะตอมมิก - เอทิลีนไกลคอล เป็นที่น่าแปลกใจหรือไม่ที่หลังจากทำความคุ้นเคยกับไนโตรกลีเซอรีนแล้ว นักเคมีก็หันมาสนใจเอทิลีนไกลคอลโดยหวังว่าจะสะดวกกว่าที่จะใช้
แต่ที่นี่ก็เช่นกัน มารแห่งวัตถุระเบิดก็แสดงให้เห็นลักษณะนิสัยตามอำเภอใจของเขาลักษณะของไดไนโตรเอทิลีนไกลคอล (ระเบิดนี้ไม่เคยได้รับชื่อของตัวเอง) กลับกลายเป็นว่าไม่แตกต่างจากไนโตรกลีเซอรีนมากนัก:
1. ความไว: การระเบิดเมื่อน้ำหนัก 2 กก. ตกลงมาจากความสูง 20 ซม. ไวต่อการเสียดสี ไฟไหม้
2. พลังงานของการเปลี่ยนแปลงระเบิด - 6900 J / kg
3. ความเร็วของการระเบิด: 7200 m / s
4. Brisance: 16.8 มม.
5. แรงระเบิดสูง 620-650 ลูกบาศก์เมตร ซม.
ได้รับครั้งแรกโดย Henry ในปี 1870 มันได้มาจากไนเตรตอย่างระมัดระวังของเอทิลีนไกลคอลตามขั้นตอนที่คล้ายกับการเตรียมไนโตรกลีเซอรีน (ส่วนผสมไนเตรต: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; อัตราส่วน - 1 ถึง 5 ในส่วนที่เกี่ยวกับ เอทิลีนไกลคอล)
กระบวนการไนเตรตสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งเป็นแนวโน้มที่จะให้ผลผลิตสูงขึ้น [7, 8]
แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว ความไวของ DNEG จะต่ำกว่าของ NG เล็กน้อย แต่การใช้งานไม่ได้ให้ประโยชน์อย่างมีนัยสำคัญ หากเราเพิ่มความผันผวนที่สูงกว่าของ NG และความพร้อมใช้งานของวัตถุดิบที่ต่ำกว่า ก็จะเห็นได้ชัดว่าเส้นทางนี้ไม่มีที่ไหนเลย
อย่างไรก็ตาม เขาไม่ได้กลายเป็นว่าไร้ประโยชน์โดยสิ้นเชิง ในตอนแรกมันถูกใช้เป็นสารเติมแต่งให้กับไดนาไมต์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากขาดกลีเซอรีนจึงถูกใช้แทนไนโตรกลีเซอรีนในผงไร้ควัน ผงดังกล่าวมีอายุการเก็บรักษาสั้นเนื่องจากความผันผวนของ DNEG แต่ในสภาวะสงครามสิ่งนี้ไม่สำคัญมากนัก: ไม่มีใครจะเก็บไว้เป็นเวลานาน
ผ้ากันเปื้อน Christian Schönbein
ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าทหารจะต้องใช้เวลานานเท่าใดในการหาวิธีทำให้ไนโตรกลีเซอรีนสงบ หากยังไม่มาถึงปลายศตวรรษที่ 19 เทคโนโลยีอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตไนโตรเอสเทอร์อีกตัวหนึ่ง ประวัติโดยสังเขปมีดังนี้ [16]
ในปี ค.ศ. 1832 นักเคมีชาวฝรั่งเศส Henri Braconneau ค้นพบว่าเมื่อทำการบำบัดแป้งและเส้นใยไม้ด้วยกรดไนตริก จะเกิดวัสดุที่ไม่เสถียร ไวไฟ และระเบิดได้ ซึ่งเขาเรียกว่าไซลอยดิน จริงอยู่ เรื่องนี้จำกัดอยู่ที่ข้อความเกี่ยวกับการค้นพบนี้ หกปีต่อมา ในปี 1838 นักเคมีชาวฝรั่งเศสอีกคนหนึ่งชื่อ Théophile-Jules Pelouse ได้แปรรูปกระดาษและกระดาษแข็งในลักษณะเดียวกันและผลิตวัสดุที่คล้ายกัน ซึ่งเขาตั้งชื่อว่าไนทรามิดีน ใครจะคิดอย่างนั้น แต่เหตุผลที่เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ไนทรามิดีนเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคคือความเสถียรต่ำอย่างแม่นยำ
ในปี ค.ศ. 1845 นักเคมีชาวสวิสชื่อ Christian Friedrich Schönbein (ซึ่งมีชื่อเสียงในขณะนั้นในการค้นพบโอโซน) กำลังทำการทดลองในห้องทดลองของเขา ภรรยาของเขาห้ามไม่ให้เขานำขวดโหลไปที่ห้องครัวอย่างเข้มงวด ดังนั้นเขาจึงรีบทำการทดลองให้เสร็จโดยที่เธอไม่อยู่ และเทส่วนผสมที่กัดกร่อนลงบนโต๊ะ ในความพยายามที่จะหลีกเลี่ยงเรื่องอื้อฉาวเขาจึงเช็ดมันด้วยผ้ากันเปื้อนทำงานตามประเพณีที่ดีที่สุดของสวิสเขาเช็ดมันออกเนื่องจากไม่มีส่วนผสมมากเกินไป จากนั้นในประเพณีของความประหยัดของชาวสวิส เขาล้างผ้ากันเปื้อนด้วยน้ำแล้วแขวนไว้บนเตาให้แห้ง แขวนไว้ที่นั่นนานหรือสั้นประวัติศาสตร์เงียบไป แต่หลังจากที่ผ้ากันเปื้อนแห้งหายไปอย่างกะทันหันเป็นที่ทราบแน่ชัด ยิ่งกว่านั้น เขาไม่ได้หายตัวไปอย่างเงียบ ๆ ในภาษาอังกฤษ แต่อย่างดัง บางคนอาจพูดว่ามีเสน่ห์: ในชั่วพริบตาและปรบมือดังลั่นของการระเบิด แต่นี่คือสิ่งที่ดึงดูดความสนใจของ Schönbein: การระเบิดเกิดขึ้นโดยไม่มีควันแม้แต่น้อย!
และถึงแม้ว่าเชินไบน์จะไม่ใช่คนแรกที่ค้นพบไนโตรเซลลูโลส แต่เป็นผู้ที่ถูกลิขิตให้สรุปถึงความสำคัญของการค้นพบนี้ ในเวลานั้นมีการใช้ผงสีดำในปืนใหญ่ซึ่งเขม่าที่ทำให้ปืนเปื้อนซึ่งต้องทำความสะอาดในช่วงเวลาระหว่างการยิงและหลังจากการวอลเลย์ครั้งแรกม่านควันก็เกิดขึ้นที่พวกเขาต้องต่อสู้เกือบสุ่มสี่สุ่มห้า จำเป็นต้องพูด พัฟของควันดำระบุตำแหน่งของแบตเตอรี่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ สิ่งเดียวที่ทำให้ชีวิตสดใสขึ้นคือการตระหนักว่าศัตรูอยู่ในตำแหน่งเดียวกัน ดังนั้น กองทัพจึงตอบสนองด้วยความกระตือรือร้นต่อวัตถุระเบิด ซึ่งให้ควันน้อยกว่ามาก และยิ่งกว่านั้น มันยังมีพลังมากกว่าผงสีดำอีกด้วย
ไนโตรเซลลูโลสซึ่งปราศจากข้อบกพร่องของผงสีดำทำให้สามารถผลิตผงไร้ควันได้ และตามธรรมเนียมในสมัยนั้น พวกเขาตัดสินใจใช้ทั้งเชื้อเพลิงจรวดและระเบิด ในปี พ.ศ. 2428 หลังจากการทดลองหลายครั้ง Paul Viel วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้รับและทดสอบผงไพร็อกซิลินที่เป็นขุยหลายกิโลกรัมซึ่งเรียกว่าดินปืน "B" ซึ่งเป็นผงไร้ควันชนิดแรก การทดสอบได้พิสูจน์ประโยชน์ของสารขับเคลื่อนใหม่
อย่างไรก็ตาม การผลิตไนโตรเซลลูโลสปริมาณมากสำหรับความต้องการทางทหารไม่ใช่เรื่องง่าย ไนโตรเซลลูโลสใจร้อนเกินไปที่จะรอการสู้รบและโรงงานตามกฎแล้วบินขึ้นไปในอากาศด้วยความสม่ำเสมอที่น่าอิจฉาราวกับว่าแข่งขันกับการผลิตไนโตรกลีเซอรีน การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตเชิงอุตสาหกรรมของไพโรซิลินต้องเอาชนะอุปสรรคต่างๆ อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน นักวิจัยจากประเทศต่างๆ ใช้เวลากว่าหนึ่งในสี่ของศตวรรษในการทำงานหลายชิ้น จนกระทั่งวัตถุระเบิดที่เป็นเส้นใยดั้งเดิมนี้เหมาะสำหรับการใช้งาน และจนกระทั่งพบว่ามีวิธีการและวิธีการมากมายที่รับประกันการระเบิดระหว่างการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์เป็นเวลานาน นิพจน์ "ในทางใดทางหนึ่ง" ไม่ใช่อุปกรณ์ทางวรรณกรรม แต่เป็นการสะท้อนถึงความยากลำบากที่นักเคมีและเทคโนโลยีได้พบในการกำหนดเกณฑ์ความคงตัว ไม่มีการตัดสินที่แน่ชัดเกี่ยวกับวิธีการกำหนดเกณฑ์ความเสถียร และด้วยการขยายขอบเขตการใช้วัตถุระเบิดนี้ การระเบิดอย่างต่อเนื่องเผยให้เห็นลักษณะที่ลึกลับมากขึ้นเรื่อยๆ ในพฤติกรรมของอีเธอร์ที่ซับซ้อนแปลกประหลาดนี้ จนกระทั่งปี 1891 James Dewar และ Frederick Abel ได้ค้นพบเทคโนโลยีที่ปลอดภัย
การผลิตไพโรซิลินต้องใช้อุปกรณ์เสริมจำนวนมากและกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ยาวนาน ซึ่งการดำเนินการทั้งหมดจะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวังและทั่วถึงเท่าเทียมกัน
ผลิตภัณฑ์เริ่มต้นสำหรับการผลิตไพโรซิลินคือเซลลูโลส ซึ่งเป็นตัวแทนที่ดีที่สุดคือฝ้าย เซลลูโลสบริสุทธิ์ตามธรรมชาติเป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลูโคสตกค้าง ซึ่งเป็นญาติสนิทของแป้ง: (C6H10O5) n นอกจากนี้ ของเสียจากโรงงานกระดาษสามารถให้วัตถุดิบที่ดีเยี่ยม
ไนเตรตไฟเบอร์ได้รับการควบคุมในระดับอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 19 และดำเนินการในหม้อเซรามิกที่มีการปั่นต่อไปในเครื่องหมุนเหวี่ยง อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายศตวรรษ วิธีการดั้งเดิมนี้ถูกแทนที่โดยเทคโนโลยีของอเมริกา แม้ว่าในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง วิธีการดังกล่าวได้รับการฟื้นฟูเนื่องจากต้นทุนที่ต่ำและความเรียบง่าย
ฝ้ายที่ผ่านการกลั่นจะถูกบรรจุลงในไนเตรต โดยผสมส่วนผสมของไนเตรต (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, น้ำ - 7%) โดยอิงจากส่วนผสมของเส้นใย 15 กก. 900 กก. ซึ่งให้ผลผลิตไพร็อกซิลิน 25 กก..
ไนเตรตเชื่อมต่อกันในแบตเตอรี่ซึ่งประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์สี่เครื่องและเครื่องหมุนเหวี่ยงหนึ่งเครื่อง ไนเตรตบรรจุด้วยช่วงเวลา (ประมาณ 40 นาที) เท่ากับเวลาในการสกัด ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องของกระบวนการ
Pyroxylin เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ที่มีระดับของเซลลูโลสไนเตรตต่างกัน Pyroxylin ที่ได้จากการใช้กรดฟอสฟอริกแทนกรดซัลฟิวริกนั้นมีความเสถียรสูง แต่เทคโนโลยีนี้ไม่ได้หยั่งรากเนื่องจากต้นทุนที่สูงขึ้นและผลผลิตที่ลดลง
ไพโรซิลินที่อัดแล้วมีคุณสมบัติในการจุดไฟได้เองและจำเป็นต้องชุบน้ำ น้ำที่ใช้สำหรับล้างและทำให้เสถียร pyroxylin ไม่ควรมีสารอัลคาไลน์เนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการทำลายอัลคาไลน์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ การทำให้แห้งขั้นสุดท้ายจนถึงความชื้นที่ต้องการทำได้โดยการล้างด้วยแอลกอฮอล์แบบสัมบูรณ์
แต่ไนโตรเซลลูโลสที่เปียกแล้วก็ไม่ได้ปราศจากปัญหาเช่นกัน ไวต่อการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดเชื้อรา ปกป้องด้วยการแว็กซ์พื้นผิวผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีลักษณะดังต่อไปนี้:
1. ความไวของไพโรซิลินขึ้นอยู่กับความชื้นสูง แห้ง (ความชื้น 3 - 5%) ติดไฟได้ง่ายจากเปลวไฟหรือการสัมผัสโลหะร้อน การเจาะ การเสียดสี มันจะระเบิดเมื่อน้ำหนัก 2 กก. ตกลงมาจากความสูง 10 ซม. เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความไวจะลดลงและที่น้ำ 50% ความสามารถในการระเบิดจะหายไป
2. พลังงานของการเปลี่ยนแปลงระเบิด - 4200 MJ / kg
3. ความเร็วของการระเบิด: 6300 m / s
4. Brisance: 18 มม.
5. แรงระเบิดสูง 240 ลบ.ม. ซม.
และถึงแม้จะมีข้อบกพร่อง pyroxylin ที่มีความเสถียรทางเคมีมากกว่าเหมาะกับทหารมากกว่าไนโตรกลีเซอรีนและไดนาไมต์ ความไวของไพโรซิลินสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนปริมาณความชื้น ดังนั้น ไพโรซิลินที่อัดแล้วจึงเริ่มพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมหัวรบของเหมืองและเปลือกหอย แต่เมื่อเวลาผ่านไป ผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีใครเทียบได้นี้ได้เปิดทางให้อนุพันธ์ของไนเตรตของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ไนโตรเซลลูโลสยังคงเป็นระเบิดจรวด แต่ในฐานะที่เป็นวัตถุระเบิด ไนโตรเซลลูโลสกลับหายไปในอดีตตลอดกาล [9]
เยลลี่ระเหยและดินปืนไนโตรกลีเซอรีน
“ผงสีดำ … แสดงถึงการพัฒนาทั้งหมด - ผ่านการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่มองไม่เห็นซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ดินปืนไร้ควันเป็นความเชื่อมโยงใหม่ระหว่างอำนาจของประเทศต่างๆ กับการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยเหตุนี้การเป็นหนึ่งในนักรบแห่งวิทยาศาสตร์รัสเซียในความแข็งแกร่งที่ลดลงและหลายปีของฉันฉันจึงไม่กล้าวิเคราะห์งานของดินปืนไร้ควัน …"
ผู้อ่านแม้จะคุ้นเคยกับประวัติศาสตร์เคมีเพียงเล็กน้อย แต่ก็อาจเดาได้ว่าคำเหล่านี้คือคำของใคร - นักเคมีชาวรัสเซียที่เก่งกาจ D. I. Mendeleev
Mendeleev ทุ่มเทความพยายามและความสนใจอย่างมากให้กับ porrocheliy ในฐานะสาขาความรู้ทางเคมีในปีสุดท้ายของชีวิตของเขา - ในปี 1890-1897 แต่เช่นเคย ระยะที่กระตือรือร้นของการพัฒนานำหน้าด้วยช่วงเวลาแห่งการไตร่ตรอง การสะสม และการจัดระบบของความรู้
ทุกอย่างเริ่มต้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าในปี พ.ศ. 2418 อัลเฟรดโนเบลผู้ไม่ย่อท้อได้ค้นพบอีกครั้งหนึ่ง: สารละลายไนโตรเซลลูโลสที่เป็นของแข็งที่เป็นพลาสติกและยืดหยุ่นในไนโตรกลีเซอรีน มันค่อนข้างประสบความสำเร็จในการรวมรูปแบบของแข็ง ความหนาแน่นสูง ง่ายต่อการขึ้นรูป พลังงานเข้มข้น และความไวต่อความชื้นในบรรยากาศสูง เยลลี่ที่ถูกเผาไหม้จนหมดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และน้ำ ประกอบด้วยไดไนโตรเซลลูโลส 8% และไนโตรกลีเซอรีน 92%
ไม่เหมือนกับนักเทคโนโลยีโนเบล D. I. Mendeleev ดำเนินการตามแนวทางทางวิทยาศาสตร์อย่างหมดจด บนพื้นฐานของการวิจัยของเขา เขาได้วางแนวคิดที่แน่วแน่และยึดหลักทางเคมีอย่างเคร่งครัด: สารที่จำเป็นในระหว่างการเผาไหม้ควรปล่อยผลิตภัณฑ์ก๊าซสูงสุดต่อหน่วยของน้ำหนัก จากมุมมองทางเคมี นี่หมายความว่าควรมีออกซิเจนเพียงพอในสารประกอบนี้เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนเป็นก๊าซออกไซด์ ไฮโดรเจนเป็นน้ำ และความสามารถในการออกซิไดซ์เพื่อให้พลังงานสำหรับกระบวนการทั้งหมดนี้ การคำนวณโดยละเอียดนำไปสู่สูตรขององค์ประกอบต่อไปนี้: C30H38 (NO2) 12O25 เมื่อเผาคุณควรได้รับสิ่งต่อไปนี้:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะดำเนินการปฏิกิริยาการสังเคราะห์เป้าหมายของสารที่มีองค์ประกอบดังกล่าว แม้กระทั่งในปัจจุบัน ดังนั้นในทางปฏิบัติจึงใช้ส่วนผสมของไนโตรเซลลูโลส 7-10% และไนโตรกลีเซอรีน 90-93% เปอร์เซ็นต์ของปริมาณไนโตรเจนอยู่ที่ประมาณ 13, 7% ซึ่งเกินกว่าตัวเลขนี้เล็กน้อยสำหรับ pyrocollodia (12, 4%) การดำเนินการไม่ยากเป็นพิเศษ ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อน (ดำเนินการในเฟสของเหลว) และดำเนินการภายใต้สภาวะปกติ
ในปี พ.ศ. 2431 โนเบลได้รับสิทธิบัตรสำหรับดินปืนที่ทำจากไนโตรกลีเซอรีนและคอลล็อกซีลิน องค์ประกอบนี้แทบไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงขณะนี้ภายใต้ชื่อทางเทคนิคต่าง ๆ ซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุดคือ Cordite และ ballistite ความแตกต่างหลักอยู่ที่อัตราส่วนระหว่างไนโตรกลีเซอรีนและไพโรซิลิน (ในคอร์ไดต์สูงกว่า) [13]
ระเบิดเหล่านี้เกี่ยวข้องกันอย่างไร? ลองดูที่ตาราง:
ตารางที่ 1.
BB …… ความไว…. Energy… ความเร็ว …… Brisance… การระเบิดสูง
……… (กก. / ซม. /% ของการระเบิด)….explosion….detonation
GN ………….2 / 4/100 ………… 5300 ……..6500 ………..15 - 18 ………. 360 - 400
DNEG …… 2/10/100 …………..6900 ………… 7200 …….16, 8 ……………… 620 - 650
NK ……… 2/25/10 ………… 4200 ……… 6300 ………..18 ……………. 240
ลักษณะของวัตถุระเบิดทั้งหมดนั้นค่อนข้างคล้ายกัน แต่ความแตกต่างของคุณสมบัติทางกายภาพกำหนดขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกัน
ดังที่เราได้เห็นแล้ว ทั้งไนโตรกลีเซอรีนและไพโรซิลินต่างก็ไม่ยินดีกับกองทัพด้วยบุคลิกของพวกเขา สำหรับฉันดูเหมือนว่าสาเหตุของความเสถียรต่ำของสารเหล่านี้อยู่บนพื้นผิว สารประกอบทั้งสอง (หรือสาม - นับและไดไนโตรเอทิลีนไกลคอล) เป็นตัวแทนของคลาสอีเธอร์ และกลุ่มเอสเทอร์ไม่ได้เป็นผู้นำด้านความทนทานต่อสารเคมีแต่อย่างใด ค่อนข้างจะพบเธอได้ในหมู่คนนอก กลุ่มไนโตรซึ่งมีไนโตรเจนอยู่ในสถานะออกซิเดชันที่ค่อนข้างแปลกที่ +5 สำหรับมันนั้นก็ไม่ใช่แบบจำลองของความเสถียรเช่นกัน การทำงานร่วมกันของตัวออกซิไดซ์ที่แรงกับตัวรีดิวซ์ที่ดีเช่นกลุ่มไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์ย่อมนำไปสู่ผลเสียหลายประการซึ่งสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดคือความไม่แน่นอนในการใช้งาน
เหตุใดนักเคมีและกองทัพจึงใช้เวลามากมายในการทดลองกับพวกเขา ดูเหมือนว่าหลายคนชนะไปแล้ว กองทัพ - พลังสูงและความพร้อมของวัตถุดิบซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการต่อสู้ของกองทัพและทำให้ไม่อ่อนไหวต่อการส่งมอบในยามสงคราม นักเทคโนโลยี - สภาวะการสังเคราะห์ที่ไม่รุนแรง (ไม่จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูงและความดันสูง) และความสะดวกทางเทคโนโลยี (แม้จะมีกระบวนการหลายขั้นตอน ปฏิกิริยาทั้งหมดดำเนินไปในปริมาตรปฏิกิริยาเดียวและไม่จำเป็นต้องแยกผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง)
ผลผลิตที่ใช้งานได้จริงก็ค่อนข้างสูง (ตารางที่ 2) ซึ่งไม่ได้ทำให้เกิดความจำเป็นเร่งด่วนในการค้นหาแหล่งที่มาของกรดไนตริกราคาถูกปริมาณมาก (ปัญหาเกี่ยวกับกรดซัลฟิวริกได้รับการแก้ไขก่อนหน้านี้มาก)
ตารางที่ 2
BB …… การใช้รีเอเจนต์ต่อ 1 กก.…..จำนวนสเตจ….จำนวนผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมา
…………กรดไนตริก..กรดกำมะถัน
GN …….10 ……………..23 ……………..3 …………………… 1
DNEG….16, 5 …………..16, 5 ……………… 2 …………………… 1
NK ……..8, 5 ………… 25 ……………..3 …………………… 1
สถานการณ์เปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อร่างใหม่ของมารแห่งวัตถุระเบิดปรากฏขึ้นในที่เกิดเหตุ: trinitrophenol และ trinitrotoluene
(ยังมีต่อ)
